Question

3．某實驗小組利用如圖1所示的裝置來探究“加速度與力、質量之間的關系”．
（1）該實驗采用了控制變量法進行探究，則下列實驗中用到相同研究方法的有AC
A．探究導體電阻與其影響因素的定量關系   
B．探究求合力的方法
C．探究影響電流的熱效應的因素           
D．建立“質點”模型
（2）備有器材：
A．長木板；
B．電磁打點計時器、低壓交流電源、紙帶；
C．細繩、小車、砝碼；
D．裝有細砂的小桶；
E．薄木板；
F．毫米刻度尺；
還缺少的一件器材是天平
（3）為了保證實驗結果的誤差盡量小，在實驗操作中，下面做法必要的是D
A．改變小桶里面砂的質量后要重新平衡摩擦力
B．實驗操作時要先釋放小車，后接通電源
C．在利用紙帶進行數據處理時，所選的兩個研究點離得越近越好
D．在實驗過程中要保證砂和小桶的總質量遠小于小車的質量
（4）實驗得到如圖2所示的一條紙帶，相鄰兩計數點的時間間隔為0.1s；B、C間距S₂=4.18cm，D、E間距S₄=8.22cm，利用這兩段間距計算小車加速度為2.02m/s²
（5）若某小組同學根據測得數據畫出a-$\frac{1}{M}$圖象如圖3所示，原因是小桶質量過大．

Answer 1

分析 （1）探究多變量因素實驗時需要用控制變量法，根據各實驗原理分析答題．
（2）根據對實驗器材的掌握分析答題．
（3）探究加速度與力、質量關系實驗為減小實驗誤差，實驗前應平衡摩擦力，使細線與木板平行，控制小桶質量要遠小于小車質量．
（4）應用勻變速直線運動的推論求出小車的加速度．
（4）根據實驗注意事項分析清楚圖示圖象答題．

解答 解：（1）A、影響導體電阻的因素很多，探究導體電阻與其影響因素的定量關系實驗需要應用控制變量法，故A正確；
B、探究求合力的方法實驗需要應用等效法，故B錯誤；
C、影響電流熱效應的因素有多個，探究影響電流的熱效應的因素實驗需要應用控制變量法，故C正確；
D、建立“質點”模型需要應用模型法，不需要應用控制變量法，故D錯誤；
故選：AC．
（2）探究加速度與力、質量關系實驗需要測出小車與小桶的質量，實驗需要天平測質量，故需要的使用汽車是天平．
（3）A、實驗前平衡摩擦力后再實驗過程中改變小桶里面砂的質量后不需要重新平衡摩擦力，故A錯誤；
B、實驗操作時要先接通電源然后再放開小車，故B錯誤；
C、在利用紙帶進行數據處理時，為減小實驗誤差所選的兩個研究點離得要適當遠些，故C錯誤；
D、為使小車受到的拉力近似等于小桶的重力，為減小實驗誤差在實驗過程中要保證砂和小桶的總質量遠小于小車的質量，故D正確；
故選：D．
（4）由勻變速直線運動的推論△x=aT²可知，加速度為：a=$\frac{{s}_{4}-{s}_{2}}{2{T}^{2}}$=$\frac{（8.22-4.18）×1{0}^{-2}m}{2×（0.1s）^{2}}$=2.02m/s²；
（5）加速度：a=$\frac{1}{M}$F，在力F一定時，a與$\frac{1}{M}$成正比，a-$\frac{1}{M}$圖象是一條直線，由圖示圖象可知，圖象上部發生彎曲，
當小桶總質量遠小于小車質量時可以近似認為小車受到的拉力等于小桶的重力，如果不不滿足該條件，
小車受到的拉力明顯小于小桶的重力，圖象將發生彎曲，由此可知，圖象發生彎曲的原因可能是小桶的質量沒有遠小于小車質量造成的；
故答案為：（1）AC；（2）天平；（3）D； （4）2.02m/s²；  （5）小桶質量過大．

點評 本題考查了實驗方法、實驗注意事項、實驗數據處理等問題，要掌握常用的實驗方法并能靈活應用；知道實驗原理與實驗注意事項、掌握基礎知識可以解題，平時要注意基礎知識的學習．